JP2005274309A - Three-dimensional object inspection method and inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 高精度の部品浮き検査およびバンプ形状検査を実現すること。
【解決手段】 板状物体上に配置されている三次元物体を検査するための方法であって、広角レンズを用いて三次元物体を側面が映し出される方向から撮像した画像を取得する工程と、画像に基づいて前記三次元物体を検査する工程とを備える。このように、広角レンズを用いることによって、垂直方向から観測を行うだけで、斜め方向から観測した場合と同じ効果が得られ、部品側面や針状になったバンプの先端を観察することができ、部品の浮きやバンプの形状を検査することができる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a high precision component floating inspection and bump shape inspection.
A method for inspecting a three-dimensional object arranged on a plate-like object, the step of obtaining an image obtained by imaging a three-dimensional object from a direction in which a side surface is projected using a wide-angle lens; And inspecting the three-dimensional object based on an image. In this way, by using a wide-angle lens, the same effect as when observed from an oblique direction can be obtained just by observing from the vertical direction, and the side of the part or the tip of the bump that has a needle shape can be observed. It is possible to inspect the float of components and the shape of bumps.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、回路基板上に実装された部品の実装状態の検査あるいは実装前における部品の外観検査に使用され、実装された部品が目標としている状態となっているかあるいは実装前の部品の外観形状が適正な状態となっているかを判定する際に用いられる照明、光学系、撮像装置および撮像された画像の処理方法に関し、より特定的には、接合不良や接合強度上問題となる部品浮きあるいはICチップ上に構成されるバンプの形状をより高確度に判定する方法に関する。 The present invention is used for inspection of a mounting state of a component mounted on a circuit board or appearance inspection of a component before mounting. The mounted component is in a target state or the appearance shape of the component before mounting. More specifically, the illumination, the optical system, the imaging device, and the processing method of the captured image used when determining whether or not the component is in an appropriate state, more specifically, floating of a component that causes a problem in bonding failure or bonding strength, The present invention relates to a method for determining the shape of a bump formed on an IC chip with higher accuracy.
近年の電気製品の小型軽量高機能化に伴い、電気製品の主たる構成要素である回路基板の製造において、部品を小型化し、より多くの部品を高密度に実装する要求が高まっている。高密度化に伴って、部品間隔は、狭くなる。したがって、部品端子間のはんだブリッジやはんだボールが相互に接続することによるショートが発生しやすくなる。端子間のショートによって、回路の動作が不安定になり、所望の機能が実現されないこととなる。ゆえに、端子間のショートを防止することは、大変重要な課題である。 With the recent trend toward smaller, lighter and more functional electrical products, there has been an increasing demand for smaller components and more components mounted at high density in the manufacture of circuit boards, which are the main components of electrical products. As the density increases, the component interval becomes narrower. Therefore, a short circuit is likely to occur due to the solder bridges and solder balls between the component terminals being connected to each other. The short circuit between the terminals makes the operation of the circuit unstable and a desired function cannot be realized. Therefore, preventing a short circuit between terminals is a very important issue.
また、部品の小型化に伴って、はんだ流体によって部品に与えられる外力の影響が大きくなる。結果、部品の実装姿勢が不安定になりやすくなってきている。特に、部品の浮きは、接合部分のはんだの形状や構成を微小に変化させることとなるので、電気抵抗や静電容量、インダクタンスなどの変化による電気的特性の悪化や振動や外力による回路定数の動的変化を生じさせ、動作を不安定にさせる要因となる。また、部品の浮きによって、部品の接合強度が小さくなり、振動や外力に対して放るような強度を確保することができなくなるから、部品の離脱や部品同士の接触が発生する。このように、部品の浮きは、回路基板の製造において安定した回路形成に支障をきたす大きな原因となる。 Further, with the miniaturization of parts, the influence of external force applied to the parts by the solder fluid increases. As a result, the mounting posture of components is becoming unstable. In particular, the floating of the component changes the shape and configuration of the solder at the joint, so the electrical characteristics deteriorate due to changes in electrical resistance, capacitance, inductance, etc. It causes a dynamic change and causes the operation to become unstable. In addition, due to the floating of the components, the bonding strength of the components is reduced, and it is impossible to secure the strength that can be released against vibration or external force. As described above, the floating of the component is a major cause of hindering stable circuit formation in the manufacture of the circuit board.
そこで、回路基板を3次元計測して、部品の実装状態を検査し、不良の発見および回収を行うための方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。図12は、特許文献1に記載された方法を用いる装置の構成を示す図である。図12に示す装置は、ポリゴンレーザを用いて真上からスリット光およびライン状の光線を照射する。当該装置は、ライン方向を軸として回転させた方向からその光線を観察することにより、切断面の形状を計測する(光切断法)。
Therefore, a method for measuring a circuit board three-dimensionally, inspecting the mounting state of a component, and finding and collecting a defect is disclosed (for example, see Patent Document 1). FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus using the method described in
また、焦点が合致した際にピンホールを通過する光量が最大となることを利用した方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。図13は、特許文献2に記載された方法を用いる装置の構成を示す図である。図13に示す装置は、焦点が合致した際にピンホールを通過する光量が最大となることを利用し、光学系を上下方向に走査させ、最大光量となった際の光学系の変位量から高さを測定する(共焦点法)。
Further, a method using the fact that the amount of light passing through the pinhole is maximized when the focal point is matched is disclosed (for example, see Patent Document 2). FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus that uses the method described in
また、被測定対象に照射した白色光と反射光との干渉を利用した方法が開示されている(特許文献3参照)。図14は、特許文献3に記載された方法を用いる装置の構成を示す図である。図14に示した装置は、被定対象に照射した白色光と反射光との干渉を利用し、干渉縞の本数から被定対象の相対的な高さを測定する(白色干渉法)。
In addition, a method using interference between white light and reflected light irradiated on a measurement target is disclosed (see Patent Document 3). FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an apparatus using the method described in
さらに、IC下面にボールあるいは三角錐状のバンプを配したBGA(Ball Grid Array)のように接合面が部品の下部にあるために修正が物理的に不可能であったり、ピン数が多いために修正が困難となるような部品の不良の発生を低減する方法が開示されている(特許文献4参照)。図15は、特許文献4に記載された方法を用いる装置の構成を示す図である。図15に示した装置では、実装前に部品の外観を検査し、異常があった場合にはその部品を避け、別の部品を実装するといった方法をとる。具体的には、当該装置は、ICチップの足やバンプの位置、有無、または平坦度などを測定し、基準値との比較により規定範囲内と判定された場合のみ、当該部品を実装する。
しかし、上記従来の方法には、レーザスポットの径や入射光量に限界があるので、部品間隔が狭くなるにつれて、部品同士の間隔の測定が困難となる場合がある。また、製造精度上の問題によって部品に高さのばらつきがある場合、従来の方法では、部品の浮き不良を見逃してしまう場合がある。図16は、部品の浮き不良が見逃される原因を説明するための図である。図16に示すように、部品の上面部分の高さが同じである場合、従来の方法では、基準高さと上面高さとの差を部品の検出高さとして検出する。したがって、従来の方法では、部品aと部品bとの高さが同じであると判断され、部品bが浮いていることを判断することができない。このように、従来の方法では、部品の浮き不良を見逃してしまうこととなる。 However, since the conventional method has a limit in the diameter of the laser spot and the amount of incident light, it may be difficult to measure the distance between the parts as the part distance becomes narrower. Further, when there is a variation in the height of parts due to a problem in manufacturing accuracy, the conventional method may overlook the defective floating of the parts. FIG. 16 is a diagram for explaining the cause of missing a component floating failure. As shown in FIG. 16, when the height of the upper surface portion of the component is the same, the conventional method detects the difference between the reference height and the upper surface height as the detected height of the component. Therefore, in the conventional method, it is determined that the heights of the component a and the component b are the same, and it cannot be determined that the component b is floating. As described above, in the conventional method, the component floating failure is overlooked.
また、フィルム状基板で特に発生しやすい問題として、基板の反りがある場合に部品の浮きを発見できないという問題がある。図17は、基板の反りによって、部品の浮きが発見できない原因を説明するための図である。図17に示すように、基板の反りによって、基準高さ計測点での高さと検査対象部品周辺の基板面での高さとが一致しない。したがって、部品aが浮いている場合、部品aの上面と部品bの上面とが同じ高さにあると判定されてしまい、部品aが浮いていることが判断されない。このように、基板の反りがある場合も、従来の方法では、部品の浮きを検出することができない。 In addition, as a problem that is particularly likely to occur in a film-like substrate, there is a problem that the floating of a component cannot be found when the substrate is warped. FIG. 17 is a diagram for explaining the reason why a component cannot be found due to warping of the board. As shown in FIG. 17, the height at the reference height measurement point does not match the height on the substrate surface around the component to be inspected due to the warp of the substrate. Therefore, when the component a is floating, it is determined that the upper surface of the component a and the upper surface of the component b are at the same height, and it is not determined that the component a is floating. As described above, even when the board is warped, the conventional method cannot detect the floating of the component.
このような問題は、基準高さ計測点が部品の近くに取れなかった場合に発生しやすい。部品が密集して配置されているような基板に対しては、基準高さ計測点の設定が困難あるいは不能になる場合がある。検査精度を確保するには、基準高さ計測点の設定に多くの試行錯誤が必要となる。 Such a problem is likely to occur when the reference height measurement point cannot be taken near the part. Setting a reference height measurement point may be difficult or impossible for a board in which parts are densely arranged. In order to ensure inspection accuracy, a lot of trial and error is required to set the reference height measurement point.
また、ICに形成されたバンプの形状の異常を従来の装置を用いて検査する場合を考える。レベリングを行わない接合方法におけるバンプは、先端が針状となっている。したがって、従来の装置から照射される光は、バンプ表面で反射され、反射光がセンサに戻らないこととなる。よって、従来の装置では、先端が針状となっているバンプの高さを測定することができない。図18は、先端が針状となっているバンプの高さを計測することができない根拠を説明するための図である。図18に示すように、光源から照射された光は、バンプで反射されるが、バンプの先端は針状になっているので、その反射光は、センサに戻らないことが分かる。 Also, consider a case in which an abnormality in the shape of a bump formed on an IC is inspected using a conventional apparatus. The bump in the bonding method without leveling has a needle shape at the tip. Therefore, the light irradiated from the conventional apparatus is reflected on the bump surface, and the reflected light does not return to the sensor. Therefore, the conventional apparatus cannot measure the height of the bump having a needle-like tip. FIG. 18 is a diagram for explaining the reason why the height of a bump having a needle-like tip cannot be measured. As shown in FIG. 18, the light emitted from the light source is reflected by the bump, but since the tip of the bump has a needle shape, the reflected light does not return to the sensor.
それゆえ、本発明の目的は、回路基板の実装検査における部品の浮き不良を高精度に検出することができる方法および装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、レベリング前のバンプの高さを高精度に計測することができる方法および装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method and apparatus capable of detecting a component floating defect in a circuit board mounting inspection with high accuracy. Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus capable of measuring the height of a bump before leveling with high accuracy.
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、板状物体上に配置されている三次元物体を検査するための方法であって、広角レンズを用いて三次元物体を側面が映し出される方向から撮像した画像を取得する工程と、画像に基づいて三次元物体を検査する工程とを備える。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features. The present invention is a method for inspecting a three-dimensional object arranged on a plate-like object, the step of obtaining an image obtained by imaging a three-dimensional object from a direction in which a side surface is projected using a wide-angle lens; Inspecting a three-dimensional object based on the image.
このように本発明では、広角レンズを用いることとなるので、垂直方向から観測を行うだけで斜め方向から観察した場合と同じ効果が得られ、部品側面や針状になったバンプの先端を観察することが可能となる。したがって、部品底面と基板面との隙間を検出することが可能となり、部品の高さバラツキや基板の反りによる浮き不良の見逃しを防止することができるのに加え、部品上面と基板面との相対高さおよび部品の規格高さを用いて仮想的に計算した浮き量による検出ではなく、本来重要となる部品底面の基板面からの浮きを直接検出することが可能となり、部品浮き不良検出精度の向上を図ることができる。また、針状になったバンプの先端高さを精度よく計測することも可能となる。 As described above, in the present invention, since a wide-angle lens is used, the same effect as when observed from an oblique direction can be obtained only by observing from the vertical direction, and the side surface of the component or the tip of the needle-like bump can be observed. It becomes possible to do. Therefore, it becomes possible to detect a gap between the bottom surface of the component and the board surface, and it is possible to prevent overlooking of floating defects due to variations in the height of the component and warping of the board, and in addition, Rather than detection based on the floating amount calculated virtually using the height and the standard height of the component, it is possible to directly detect the floating of the bottom surface of the component from the board surface, which is essential, and the accuracy of component floating failure detection Improvements can be made. In addition, it is possible to accurately measure the tip height of the needle-like bump.
好ましくは、三次元物体を検査する工程では、画像から得られる位置情報を、広角レンズの歪み特性に従って、実際の空間上での位置情報に変換して、それに基づいて、三次元物体を検査するとよい。 Preferably, in the step of inspecting the three-dimensional object, the position information obtained from the image is converted into the position information in the actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens, and based on that, the three-dimensional object is inspected. Good.
好ましくは、画像を取得する工程では、三次元物体を二つの位置から撮像した二枚の画像を取得し、三次元物体を検査する工程では、二枚の画像から得られる位置情報に基づいて、実際の空間上での三次元物体の高さ情報を抽出して、三次元物体を検査するとよい。 Preferably, in the step of acquiring an image, two images obtained by capturing a three-dimensional object from two positions are acquired, and in the step of inspecting the three-dimensional object, based on position information obtained from the two images, It is preferable to inspect the three-dimensional object by extracting the height information of the three-dimensional object in the actual space.
これにより、撮像系を傾斜させることなく簡単に斜視画像を得ることができ、視野角が小さい場合であっても視差の大きな画像が得られ、高さ計測精度を向上させることができる。 Thereby, a perspective image can be easily obtained without tilting the imaging system, and an image with a large parallax can be obtained even when the viewing angle is small, and the height measurement accuracy can be improved.
具体的には、板状物体は、基板であり、三次元物体は、基板上に配置されている部品であって、画像を取得する工程では、部品を二つの位置から撮像した二枚の画像を取得し、三次元物体を検査する工程では、二枚の画像間において、部品の底面部分に相当する一対の対応点を探索し、広角レンズの歪み特性に従って、一対の対応点を実際の空間上の座標に座標変換し、座標変換の結果得られた一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換し、高さ方向の位置情報に基づいて、部品が浮いているか否かを検査するとよい。 Specifically, the plate-like object is a substrate, and the three-dimensional object is a component arranged on the substrate, and in the step of acquiring an image, two images obtained by capturing the component from two positions In the process of inspecting the three-dimensional object, a pair of corresponding points corresponding to the bottom surface part of the part is searched between the two images, and the pair of corresponding points are found in the actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens. Based on the principle of stereo vision, the coordinates of a pair of corresponding points obtained as a result of the coordinate conversion are converted into position information in the height direction, and based on the position information in the height direction. It is good to inspect whether the part is floating.
これにより、基板面と部品底面との間隔が計測できるようになり、部品の高さバラツキや基板の反りによる浮き不良の見逃しを防止することができる。また、部品上面と基板面との相対高さおよび部品の規格高さを用いて仮想的に計算した浮き量による検出ではなく、部品底面の基板面からの浮きを直接検出することが可能となり、部品浮き不良検出精度の向上を図ることができる。 Thereby, it becomes possible to measure the distance between the board surface and the bottom surface of the component, and it is possible to prevent an oversight of a floating defect due to a variation in the height of the component or a warp of the substrate. In addition, it is possible to directly detect the floating of the bottom of the component from the board surface, not the detection based on the virtually calculated floating amount using the relative height between the top surface of the component and the substrate surface and the standard height of the component. It is possible to improve the accuracy of detecting a component floating failure.
また、具体的には、板状物体は、基板であり、三次元物体は、基板上に配置されている部品であって、画像を取得する工程では、部品を二つの位置から撮像した二枚の画像を取得し、三次元物体を検査する工程では、二枚の画像間において、部品の底面部分に相当する一対の対応点を探索し、一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換し、広角レンズの歪み特性に従って、高さ方向の位置情報を実際の空間上での高さ方向の位置情報に座標変換し、座標変換の結果得られた高さ方向の位置情報に基づいて、部品が浮いているか否かを検査するとよい。 Further, specifically, the plate-like object is a substrate, and the three-dimensional object is a component arranged on the substrate, and in the step of acquiring an image, two images obtained by imaging the component from two positions In the step of acquiring the image of the three-dimensional object and inspecting the three-dimensional object, a pair of corresponding points corresponding to the bottom portion of the part is searched between the two images, and the coordinates of the pair of corresponding points are based on the principle of stereo vision. The position information in the height direction is converted to the position information in the height direction in the actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens, and the result of the coordinate conversion is obtained. Based on the position information in the height direction, it may be inspected whether or not the component is floating.
これにより、基板面と部品底面との間隔が計測できるようになり、部品の高さバラツキや基板の反りによる浮き不良の見逃しを防止することができる。また、部品上面と基板面との相対高さおよび部品の規格高さを用いて仮想的に計算した浮き量による検出ではなく、部品底面の基板面からの浮きを直接検出することが可能となり、部品浮き不良検出精度の向上を図ることができる。 Thereby, it becomes possible to measure the distance between the board surface and the bottom surface of the component, and it is possible to prevent an oversight of a floating defect due to a variation in the height of the component or a warp of the substrate. In addition, it is possible to directly detect the floating of the bottom of the component from the board surface, not the detection based on the virtually calculated floating amount using the relative height between the top surface of the component and the substrate surface and the standard height of the component. It is possible to improve the accuracy of detecting a component floating failure.
具体的には、板状物体は、ICであり、三次元物体は、IC上に形成されたバンプであって、画像を取得する工程では、バンプを二つの位置から撮像した二枚の画像を取得し、三次元物体を検査する工程では、二枚の画像間において、バンプの頂点位置に相当する一対の対応点を探索し、広角レンズの歪み特性に従って、一対の対応点を実際の空間上の座標に座標変換し、座標変換の結果得られた一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換し、高さ方向の位置情報に基づいて、バンプの高さが正常であるか否かを検査するとよい。 Specifically, the plate-like object is an IC, and the three-dimensional object is a bump formed on the IC. In the step of acquiring an image, two images obtained by imaging the bump from two positions are obtained. In the step of acquiring and inspecting the three-dimensional object, a pair of corresponding points corresponding to the bump vertex positions are searched between the two images, and the pair of corresponding points are found on the actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens. The coordinates of a pair of corresponding points obtained as a result of the coordinate conversion are converted into position information in the height direction based on the principle of stereo vision, and bumps are generated based on the position information in the height direction. It is good to inspect whether the height of is normal.
これにより、バンプの高さを高精度に検査することができる。 Thereby, the height of the bump can be inspected with high accuracy.
好ましくは、画像を取得する工程では、三次元物体を一つの位置から撮像した一枚の画像を取得し、三次元物体を検査する工程では、一枚の画像から得られる位置情報を、広角レンズの歪み特性に従って、実際の空間上での位置情報に変換して、それに基づいて、三次元物体を検査するとよい。 Preferably, in the step of acquiring an image, a single image obtained by capturing a three-dimensional object from one position is acquired, and in the step of inspecting the three-dimensional object, position information obtained from the single image is obtained using a wide-angle lens. According to the distortion characteristics, the information is converted into position information in an actual space, and a three-dimensional object is inspected based on the converted position information.
具体的には、板状物体は、ICであり、三次元物体は、IC上に形成されたバンプであって、画像を取得する工程では、バンプの輪郭が明瞭となる位置からバンプを撮像して、一枚の画像を取得し、三次元物体を検査する工程では、広角レンズの歪み特性に従って、画像を、バンプを側面から見た画像に変換し、変換後の画像に基づいて、バンプの形状を検査するとよい。 Specifically, the plate-like object is an IC, and the three-dimensional object is a bump formed on the IC. In the step of acquiring an image, the bump is imaged from a position where the outline of the bump becomes clear. In the process of acquiring a single image and inspecting a three-dimensional object, the image is converted into an image in which the bump is viewed from the side according to the distortion characteristics of the wide-angle lens. The shape should be inspected.
これにより、斜視でのすべてのバンプの輪郭を一括して撮像することが可能となり、検査タクトの短縮が図れるほか、従来困難であった先端の尖ったレベリング未処理のバンプであっても高精度に形状測定できるようになり、より正確な検査が行える。 This makes it possible to capture the outline of all the bumps in perspective and reduce the inspection tact, as well as high accuracy even for unprocessed bumps with pointed tips that were difficult in the past. Therefore, the shape can be measured and more accurate inspection can be performed.
より具体的には、変換後の画像に基づいて、バンプの形状を検査する工程では、バンプの頂点部分の輪郭長が予め定められたしきい値よりも大きい場合、バンプの頭長が不良であると判定するとよい。 More specifically, in the step of inspecting the shape of the bump based on the image after conversion, if the contour length of the apex portion of the bump is larger than a predetermined threshold, the head length of the bump is poor. It is good to determine that there is.
より具体的には、変換後の画像に基づいて、バンプの形状を検査する工程では、バンプの頂点部分の曲率が予め定められたしきい値よりも小さい(先鋭度が小さい)場合、バンプの先端形状が不良であると判定するとよい。 More specifically, in the step of inspecting the shape of the bump based on the converted image, if the curvature of the apex portion of the bump is smaller than a predetermined threshold value (the sharpness is small), It may be determined that the tip shape is defective.
本発明は、板状物体上に配置されている三次元物体を検査するための検査装置であって、広角レンズと、広角レンズを介して得られる被写体の像を撮像する撮像部と、撮像部に三次元物体を側面が映し出される方向から撮像させ、それによって得られた画像に基づいて、三次元物体を検査する制御装置とを備える。 The present invention is an inspection apparatus for inspecting a three-dimensional object arranged on a plate-like object, and includes a wide-angle lens, an imaging unit that captures an image of a subject obtained through the wide-angle lens, and an imaging unit And a control device for inspecting the three-dimensional object based on the image obtained by imaging the three-dimensional object from the direction in which the side surface is projected.
好ましくは、制御装置は、画像から得られる位置情報を、広角レンズの歪み特性に従って、実際の空間上での位置情報に変換して、それに基づいて、三次元物体を検査するとよい。 Preferably, the control device may convert position information obtained from the image into position information in an actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens, and inspect the three-dimensional object based on the converted position information.
好ましくは、制御装置は、三次元物体を二つの位置から撮像した二枚の画像を撮像部に取得させ、二枚の画像から得られる位置情報に基づいて、実際の空間上での三次元物体の高さ情報を抽出して、三次元物体を検査するとよい。 Preferably, the control device causes the imaging unit to acquire two images obtained by imaging the three-dimensional object from two positions, and based on the position information obtained from the two images, the three-dimensional object in the actual space. It is preferable to inspect a three-dimensional object by extracting height information.
具体的には、板状物体は、基板であり、三次元物体は、基板上に配置されている部品であって、制御装置は、部品を二つの位置から撮像した二枚の画像を撮像部に取得させる二画像取得手段と、二画像取得手段が取得した二枚の画像間において、部品の底面部分に相当する一対の対応点を探索する対応点探索手段と、広角レンズの歪み特性に従って、対応点探索手段が探索した一対の対応点を実際の空間上の座標に座標変換する座標変換手段と、座標変換手段による座標変換の結果得られた一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換する高さ情報取得手段と、高さ情報取得手段によって得られた高さ方向の位置情報に基づいて、部品が浮いているか否かを検査する浮き検査手段とを含むとよい。 Specifically, the plate-like object is a substrate, the three-dimensional object is a component arranged on the substrate, and the control device captures two images obtained by imaging the component from two positions. In accordance with the distortion characteristics of the wide-angle lens, the two-image acquisition means to be acquired, the corresponding point search means for searching for a pair of corresponding points corresponding to the bottom portion of the component, between the two images acquired by the two-image acquisition means The coordinate conversion means for converting the pair of corresponding points searched by the corresponding point search means into coordinates in the actual space, and the coordinates of the pair of corresponding points obtained as a result of the coordinate conversion by the coordinate conversion means are based on the principle of stereo vision Based on the height information acquisition means for converting into position information in the height direction based on the position information in the height direction obtained by the height information acquisition means, the floating inspection for inspecting whether or not the component is floating Means.
具体的には、板状物体は、基板であり、三次元物体は、基板上に配置されている部品であって、制御装置は、部品を二つの位置から撮像した二枚の画像を撮像部に取得させる二画像取得手段と、二画像取得手段が取得した二枚の画像間において、部品の底面部分に相当する一対の対応点を探索する対応点探索手段と、対応点探索手段が探索した一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換する高さ情報取得手段と、広角レンズの歪み特性に従って、高さ情報取得手段によって得られた高さ方向の位置情報を実際の空間上での高さ方向の位置情報に座標変換する座標変換手段と、座標変換手段による座標変換の結果得られた高さ方向の位置情報に基づいて、部品が浮いているか否かを検査する浮き検査手段とを含むとよい。 Specifically, the plate-like object is a substrate, the three-dimensional object is a component arranged on the substrate, and the control device captures two images obtained by imaging the component from two positions. The two-image acquisition means to be acquired, the corresponding point search means for searching for a pair of corresponding points corresponding to the bottom portion of the component, and the corresponding point search means searched between the two images acquired by the two-image acquisition means Height information acquisition means for converting the coordinates of a pair of corresponding points into position information in the height direction based on the principle of stereo vision, and the height direction obtained by the height information acquisition means according to the distortion characteristics of the wide-angle lens The coordinate conversion means for converting the position information of the position into the position information in the height direction in the actual space, and the part floating based on the position information in the height direction obtained as a result of the coordinate conversion by the coordinate conversion means Floating inspection means to inspect whether or not It may contain.
具体的には、板状物体は、ICであり、三次元物体は、IC上に形成されたバンプであって、制御装置は、バンプを二つの位置から撮像した二枚の画像を撮像部に取得させる二画像取得手段と、二画像取得手段が取得した二枚の画像間において、バンプの頂点位置に相当する一対の対応点を探索する対応点探索手段と、広角レンズの歪み特性に従って、対応点探索手段が探索した一対の対応点を実際の空間上の座標に座標変換する座標変換手段と、座標変換手段による座標変換の結果得られた一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換する高さ情報取得手段と、高さ情報取得手段によって得られた高さ方向の位置情報に基づいて、バンプの高さが正常であるか否かを検査するバンプ高さ検査手段とを含むとよい。 Specifically, the plate-like object is an IC, the three-dimensional object is a bump formed on the IC, and the control device captures two images obtained by imaging the bump from two positions in the imaging unit. Corresponding according to the distortion characteristics of the wide-angle lens, the two-image acquisition means to be acquired, the corresponding point search means for searching for a pair of corresponding points corresponding to the vertex positions of the bumps between the two images acquired by the two-image acquisition means Based on the principle of stereo vision, the coordinate conversion means for converting the pair of corresponding points searched by the point search means into coordinates in the actual space, and the coordinates of the pair of corresponding points obtained as a result of the coordinate conversion by the coordinate conversion means Based on the height information acquisition means for converting the position information in the height direction and the position information in the height direction obtained by the height information acquisition means, whether or not the bump height is normal is inspected. Including bump height inspection means Good.
好ましくは、制御装置は、三次元物体を一つの位置から撮像した一枚の画像を撮像部に取得させ、一枚の画像から得られる位置情報を、広角レンズの歪み特性に従って、実際の空間上での位置情報に変換して、それに基づいて、三次元物体を検査するとよい。 Preferably, the control device causes the imaging unit to acquire a single image obtained by imaging a three-dimensional object from one position, and obtains position information obtained from the single image on an actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens. It is preferable to inspect the three-dimensional object based on the converted position information.
具体的には、板状物体は、ICであり、三次元物体は、IC上に形成されたバンプであって、制御装置は、バンプの輪郭が明瞭となる位置からバンプを撮像部に撮像させ、一枚の画像を取得する一画像取得手段と、広角レンズの歪み特性に従って、一画像取得手段が取得した画像を、バンプを側面から見た画像に変換する画像変換手段と、画像変換手段による変換後の画像に基づいて、バンプの形状を検査するバンプ形状検査手段とを含むとよい。 Specifically, the plate-like object is an IC, the three-dimensional object is a bump formed on the IC, and the control device causes the imaging unit to pick up the bump from a position where the outline of the bump becomes clear. According to one image acquisition means for acquiring one image, an image conversion means for converting the image acquired by the one image acquisition means into an image viewed from the side surface according to the distortion characteristics of the wide-angle lens, and an image conversion means Bump shape inspection means for inspecting the shape of the bump based on the image after conversion may be included.
より具体的には、バンプ形状検査手段は、バンプの頂点部分の輪郭長が予め定められたしきい値よりも大きい場合、バンプの頭長が不良であると判定するとよい。 More specifically, the bump shape inspection means may determine that the head length of the bump is bad when the contour length of the apex portion of the bump is larger than a predetermined threshold value.
より具体的には、バンプ形状検査手段は、バンプの頂点部分の曲率が予め定められたしきい値よりも小さい(先鋭度が小さい)場合、バンプの先端形状が不良であると判定するとよい。 More specifically, the bump shape inspection means may determine that the tip shape of the bump is defective when the curvature of the apex portion of the bump is smaller than a predetermined threshold value (the sharpness is small).
以上のように、本発明の3次元形状の検査方法および検査装置によれば、広角(魚眼)レンズを用いることによって撮像系を傾斜させることなく簡単に検査対象の側面情報を多く含む斜視画像を取得でき、視野角が小さい対象であっても視差の大きな画像が得られるため、高さ計測精度を向上させることができる。 As described above, according to the inspection method and inspection apparatus for a three-dimensional shape of the present invention, a perspective image that includes a large amount of side information of an inspection object easily without tilting the imaging system by using a wide-angle (fisheye) lens. Since a large parallax image can be obtained even for an object with a small viewing angle, height measurement accuracy can be improved.
また、部品側面を撮像できるため、基板面と部品底面との間隙長を計測でき、部品の高さバラツキや基板の反りにより上面の高さだけでは判断しにくい浮きの検出を高精度に容易に行うことができる。 In addition, since the side of the component can be imaged, the gap length between the board surface and the bottom of the component can be measured, and it is easy to detect floating with high accuracy that is difficult to determine only by the height of the top surface due to component height variations and board warpage. It can be carried out.
さらに、同様の撮像ユニットにより、ICバンプを撮像することにより、検査対象ICに対し輪郭が明瞭となる位置から撮像を行った画像を射影変換することで、一括撮像による高速なバンプ輪郭形状の測定が可能になり、検査タクトの短縮が図れる。また、検査対象ICに対し平面方向あるいは垂直方向に移動し撮像を行った少なくとも2枚の画像の対応点を抽出し、その変位量を用いレンズの特性に従った変換関数による射影変換を施すことにより、輪郭だけでなく各点の高さを高精度に計測することができるようになる。 In addition, by taking an image of an IC bump with the same imaging unit and projecting the image taken from a position where the outline becomes clear with respect to the inspection target IC, high-speed bump outline shape measurement by collective imaging This makes it possible to shorten the inspection tact. Also, corresponding points of at least two images that have been imaged by moving in a plane direction or a vertical direction with respect to the inspection target IC are extracted, and projective transformation is performed using a transformation function according to the characteristics of the lens using the amount of displacement. Thus, not only the contour but also the height of each point can be measured with high accuracy.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同じ機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, about the part which has the same function, the same referential mark is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、部品の浮きを計測・判定することができる装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る実装基板検査装置100の構成概略を示す図である。
(First embodiment)
In the first embodiment, an apparatus that can measure and determine the float of a component will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a mounting
図1において、実装基板検査装置100は、板状物体である検査対象基板3を撮像するための撮像カメラユニット1と、部品側面が含まれた画像を得るための広角(魚眼ともいう)レンズ2と、制御装置(図示せず)とを備える。
In FIG. 1, a mounting
撮像カメラユニット1は、撮像カメラユニット1を基板平面に平行な方向に2軸移動させ、垂直な方向に1軸移動させるための移動ユニット(図示せず)に固定されている。したがって、撮像カメラユニット1と検査対象基板3との相対位置関係は、3次元的に変化可能である。
The
図2は、実装基板検査装置100の内部構成を示す図である。図2において、撮像カメラユニット1は、撮像カメラ4と、撮像光学系5と、ハーフミラー6と、光源7と、照明光学系8とを含む。
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the mounting
光源7から出力される光は、照明光学系8を介して、ハーフミラー6に入射する。ハーフミラー6に入射した光は、反射し、撮像光学系5に入射する。撮像光学系5は、入射した光を、広角レンズ2の光軸方向に集光するように屈折させる。撮像光学系5で屈折した光は、広角レンズ2に入射する。広角レンズ2は、入射した光を拡散させる。これによって、広角レンズ2から、広角の光が検査対象基板3に照射されることとなる。
The light output from the
検査対象基板3を反射した光は、広角レンズ2によって、集められ、撮像光学系5によって、撮像カメラ4の方向に集光するよう屈折させられる。撮像光学系5で屈折した光は、ハーフミラー6を透過して、撮像カメラ4に入射される。撮像カメラ4は、入射した光に基づいた被写体の像を撮像して、画像を出力する。撮像カメラ4には、制御装置が接続される。
The light reflected from the
制御装置は、典型的には、コンピュータ装置からなり、撮像カメラ4から出力される画像に基づいて、撮像された部品が基板から浮いているか否かを判断する。制御装置のハードウエア構成は、専用のLSIからなっていてもよいし、専用のプログラムを汎用のCPUで実行する構成からなっていてもよい。
The control device typically includes a computer device, and determines whether the imaged component is floating from the board based on an image output from the
広角レンズ2は、照明の拡散および広角範囲の撮像という二つの役割を果たす。
The wide-
図3は、実装基板検査装置100を検査対象基板3に平行になるように左右に移動させる様子およびそのときの撮像カメラユニット1から出力される撮像画像の様子を模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which the mounting
図3に示すように、撮像カメラユニット1が、検査対象基板3上の部品3aと3bとの間の中心の上部に配置されている場合((a)参照)、撮像カメラユニット1から出力される画像は、画像4aのようになる。広角レンズ2を用いているので、画像4aに示すように、部品3aの左側側面3cおよび部品3bの右側側面3dが映っている画像が出力される。
As shown in FIG. 3, when the
撮像カメラユニット1が、検査対象基板3上の部品3bの上部方向に配置されている場合((b)参照)、撮像カメラユニット1から出力される画像は、画像4bのようになる。広角レンズ2を用いるので、画像4bに示すように、部品3aの左側側面3cおよび部品3bの右側側面3dが映っている画像が出力される。なお、広角レンズ2が、部品3bの真上に配置された場合、側面3dは、映らない。
When the
図4は、本実施形態に係る検査方法の一例を具体的に説明するための図である。図4において、画像4aは、部品3aと部品3bとの間の中心に撮像カメラユニット1が配置されていたときに、制御装置に入力される画像の一例である。画像4bは、部品3bの上部方向に撮像カメラユニット1がずらされたときに、制御装置に入力される画像の一例である。画像4cは、画像4aと画像4bとを、一枚の画像に重ね合わしたときの様子を模式的に示す。
FIG. 4 is a diagram for specifically explaining an example of the inspection method according to the present embodiment. In FIG. 4, an image 4 a is an example of an image input to the control device when the
図4では、部品3aが基板から浮いているとする。画像4cに示すように、部品が浮いている場合、部品間の中心位置から撮像した画像と少し基板平行方向にずらした画像とは、部品の底面部分を示す境界線が大きくずれていることが分かる。したがって、制御装置は、撮像カメラ4から得られる二つの画像の内、部品の底面部分の変化量を調べて、変化量がある一定以上ある場合、部品が浮いていると判断すればよい。これによって、部品が浮いているか否かを検査することができる。なお、部品3bが浮いているか否かを検査するには、部品3bの側面が撮像できるように、撮像カメラユニット1を部品3aの上部に移動させ、部品3bの底面部分の変化量に基づいて、部品3bが浮いているか否かを判断すればよい。
In FIG. 4, it is assumed that the component 3a is floating from the board. As shown in the image 4c, when the component is floating, the boundary line indicating the bottom portion of the component is greatly deviated between the image captured from the center position between the components and the image slightly shifted in the board parallel direction. I understand. Therefore, the control device may check the amount of change in the bottom surface portion of the part of the two images obtained from the
図5は、本実施形態に係る検査方法の他の例を具体的に説明するための図である。図5において、画像11aは、部品3aと部品3bとの間の中心に撮像カメラユニット1が配置されていたときに、制御装置に入力される画像の一例である。画像11bは、部品3aと部品3bとの間の中心に撮像カメラユニット1が配置され、かつ画像11aの撮像場所よりも撮像カメラユニット1が垂直下方向に移動されたときに、制御装置に入力される画像の一例である。画像11cは、画像11aと画像11bとを、一枚の画像に重ね合わしたときの様子を模式的に示す。
FIG. 5 is a diagram for specifically explaining another example of the inspection method according to the present embodiment. In FIG. 5, an image 11a is an example of an image input to the control device when the
図5では、部品3aが基板から浮いているとする。部品3bは、基板から浮いていないとする。画像11cに示すように、部品が浮いている場合、部品間の中心位置から撮像した画像と基板垂直下方向にずらした画像とは、部品の底面部分を示す境界線が大きくずれていることが分かる。一方、画像11cに示すように、部品が浮いていない場合、部品間の中心位置から撮像した画像と基板垂直下方向にずらした画像とは、部品の底面部分を示す境界線のずれ量が、部品が浮いている場合に比べて少ないことが分かる。したがって、制御装置は、撮像カメラ4から得られる二つの画像の内、部品の底面部分の変化量を調べて、変化量がある一定以上ある場合、部品が浮いていると判断すればよい。これによって、部品が浮いているか否かを検査することができる。
In FIG. 5, it is assumed that the component 3a is floating from the substrate. It is assumed that the component 3b does not float from the substrate. As shown in the image 11c, when the component is floating, the boundary line indicating the bottom portion of the component is greatly shifted between the image captured from the center position between the components and the image shifted downward in the vertical direction of the board. I understand. On the other hand, as shown in the image 11c, when the component is not floating, the image captured from the center position between the components and the image shifted in the vertical downward direction of the board have a deviation amount of the boundary line indicating the bottom portion of the component, It turns out that there are few compared with the case where parts are floating. Therefore, the control device may check the amount of change in the bottom surface portion of the part of the two images obtained from the
図6は、制御装置での処理手順の一例を示すフローチャートである。以下、図6を参照しながら、制御装置での処理手順の一例について説明し、実装基板検査装置100の動作について説明する。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in the control device. Hereinafter, an example of a processing procedure in the control device will be described with reference to FIG. 6, and an operation of the mounting
まず、制御装置は、浮き検出を行いたい二つの部品の間隙の中心付近に、撮像系(撮像入カメラユニット1および広角レンズ2のことをいう、以下同様)を移動させる(ステップS101)。
First, the control device moves an imaging system (referring to the imaging-in-
次に、制御装置は、撮像カメラ4に一枚目の画像を撮像させる(ステップS102)。このとき得られる画像は、たとえば、画像4aのようになる。これにより、制御装置は、検査対象基板3上に配置された三次元物体である部品を側面が映し出される方向から撮像した画像を得ることとなる。
Next, the control device causes the
次に、制御装置は、浮き検出を行いたい部品の底面のエッジに基板平面上垂直な方向に、エッジが隠れない量だけ撮像系を移動させる(ステップS103)。このとき、制御装置は、部品側面がより広く撮像される方向に、撮像系を移動させると、より検出精度が向上する。 Next, the control device moves the imaging system by an amount that does not hide the edge in the direction perpendicular to the substrate plane with respect to the edge of the bottom surface of the component to be detected (step S103). At this time, if the control device moves the imaging system in a direction in which the side surface of the component is imaged more widely, the detection accuracy is further improved.
次に、制御装置は、撮像カメラ4に二枚目の画像を撮像させる(ステップS104)。このとき得られる画像は、たとえば、画像4bのようになる。
Next, the control device causes the
次に、制御装置は、ステップS102およびS104で得た二枚の画像のうち、ある一つの部品についての底面のエッジ部分の対応点を、たとえば、パターンマッチングの技術を用いて探索する(ステップS105)。 Next, the control device searches for a corresponding point of the edge portion on the bottom surface of a certain component among the two images obtained in steps S102 and S104, for example, using a pattern matching technique (step S105). ).
次に、制御装置は、各画像の対応点の位置情報をレンズの歪み特性にしたがって座標変換する(ステップS106)。具体的には、制御装置は、予め格子パターンなどを撮像しておいて、歪み画像から正画像への座標変換表を作成しておき、当該座標変換表にしたがって、対応点の位置情報を座標変換して、実際の空間上での位置情報を得る。これにより、対応点が、レンズ歪みのある座標系からレンズ歪みのない実際の空間上での座標系に変換される。 Next, the control device converts the position information of the corresponding point of each image according to the distortion characteristics of the lens (step S106). Specifically, the control device captures a lattice pattern or the like in advance, creates a coordinate conversion table from a distorted image to a positive image, and coordinates position information of corresponding points according to the coordinate conversion table. The position information in the actual space is obtained by conversion. As a result, the corresponding point is converted from a coordinate system with lens distortion to a coordinate system in an actual space without lens distortion.
異なる二点からある点を見た場合、高さがある点は視差を生じるので、制御装置は、変換された対応点の位置の差を視差として、ステレオ視の原理を用いて、対応点の高さ方向の位置を算出し、算出した高さ方向の位置の大きさを浮き量とする(ステップS107)。 When a certain point is seen from two different points, a point with a height causes a parallax, so the control device uses the difference in the position of the corresponding corresponding point as a parallax and uses the principle of stereo vision to determine the corresponding point. A position in the height direction is calculated, and the size of the calculated position in the height direction is set as a floating amount (step S107).
次に、制御装置は、ステップS107で求めた浮き量が、今までの最大浮き量よりも大きいか否かを判断する(ステップS108)。なお、最大浮き量は、初期動作時は、0である。 Next, the control device determines whether or not the floating amount obtained in step S107 is larger than the maximum floating amount so far (step S108). The maximum floating amount is 0 in the initial operation.
今までの最大浮き量よりも大きい場合、制御装置は、算出した浮き量を最大浮き量として記憶し(ステップS109)、ステップS110の動作に進む。一方、今までの最大浮き量よりも大きくない場合、制御装置は、そのままステップS110の動作に進む。 When it is larger than the maximum floating amount so far, the control device stores the calculated floating amount as the maximum floating amount (step S109), and proceeds to the operation of step S110. On the other hand, when it is not larger than the maximum floating amount so far, the control device directly proceeds to the operation of step S110.
ステップS110において、制御装置は、全ての対応点についての座標変換が完了したか否かを判断する。 In step S110, the control device determines whether coordinate conversion for all corresponding points has been completed.
完了していない場合、制御装置は、ステップS105の動作に戻り、他の対応点についての座標変換を継続する。 If not completed, the control device returns to the operation of step S105 and continues the coordinate conversion for other corresponding points.
一方、完了した場合、制御装置は、最大浮き量が予め定められたしきい値よりも大きいか否かを判断する(ステップS111)。最大浮き量が予め定められたしきい値よりも大きい場合、制御装置は、最大浮き量を検出した対応点に対応する部品は、浮いていると判断して、部品が浮いている旨を出力し(ステップS112)、ステップS114の動作に進む。一方、最大浮き量が予め定められたしきい値よりも大きくない場合、制御装置は、最大浮き量を検出した対応点に対応する部品は、浮いていないと判断して、部品が浮いていない旨を出力し(ステップS113)、ステップS114の動作に進む。 On the other hand, when it is completed, the control device determines whether or not the maximum floating amount is larger than a predetermined threshold value (step S111). When the maximum floating amount is larger than a predetermined threshold value, the control device determines that the part corresponding to the corresponding point where the maximum floating amount is detected is floating and outputs that the part is floating. (Step S112), the process proceeds to Step S114. On the other hand, when the maximum floating amount is not larger than the predetermined threshold, the control device determines that the part corresponding to the corresponding point at which the maximum floating amount is detected is not floating, and the part is not floating. Is output (step S113), and the operation proceeds to step S114.
ステップS114において、制御装置は、全ての部品について対応点を探索したか否かを判断する。全ての部品について対応点を探索している場合、制御装置は、浮きの検出処理を完了する。一方、全ての部品について対応点を探索していない場合、制御装置は、ステップS105において対応点を探索する部品を変更して(ステップS115)、ステップS105の動作に戻る。 In step S114, the control device determines whether or not corresponding points have been searched for all the components. When searching for corresponding points for all parts, the control device completes the floating detection process. On the other hand, when the corresponding points have not been searched for all the parts, the control device changes the parts for which the corresponding points are searched in step S105 (step S115), and returns to the operation of step S105.
このように、第1の実施形態によれば、広角(魚眼)レンズを用いて三次元物体である部品を側面が映し出される方向から撮像することで、撮像系を傾斜させることなく簡単に斜視画像を得ることができる。したがって、視野角が小さい場合であっても視差の大きな画像が得られ、高さ計測精度を向上させることができる。 As described above, according to the first embodiment, a part that is a three-dimensional object is imaged from the direction in which the side surface is projected using the wide-angle (fisheye) lens, so that the imaging system is easily tilted without tilting. An image can be obtained. Therefore, even when the viewing angle is small, an image with a large parallax can be obtained, and the height measurement accuracy can be improved.
また、図7(a)に示すように、通常の平面レンズやテレセントリックレンズのように部品側面を写すことのできない、あるいは小さい領域しか写すことができないレンズでは、ステレオ法を用いたとしてもたとえば部品上面やはんだボール上面のような真上から観察できる部分以外の高さを計測することはできない。しかし、本実施形態によれば、図7(b)に示すように部品側面を撮像できるため、基板面と部品底面との間隙長を計測でき、部品の高さバラツキなどにより上面の高さだけでは判断しにくい浮きの検出を高精度に容易に行うことができる。 Further, as shown in FIG. 7A, in the case of a lens that cannot capture the side surface of the component, such as a normal flat lens or a telecentric lens, or can only capture a small area, even if the stereo method is used, for example, the component It is impossible to measure heights other than those that can be observed from directly above, such as the upper surface or the upper surface of the solder ball. However, according to the present embodiment, the side surface of the component can be imaged as shown in FIG. 7B, so that the gap length between the substrate surface and the bottom surface of the component can be measured. Therefore, it is possible to easily detect the float that is difficult to judge with high accuracy.
なお、上記第1の実施形態では、対応点を座標変換した後、ステレオ視の原理を用いて高さを検出することとしたが、歪み画像に対してステレオ視の原理を用いて視差を計算した後、座標変換して実際の高さを求めてもよい。図8は、歪み画像に対してステレオ視の原理を用いて視差を計算した後、座標変換して実際の高さを求める場合の制御装置での処理手順を示すフローチャートである。以下、図8を参照しながら、歪み画像に対してステレオ視の原理を用いて視差を計算した後、座標変換して実際の高さを求める場合の制御装置での処理手順について説明し、実装基板検査装置100の動作について説明する。図8において、図6に示すステップと同様の動作を有する部分については、同一のステップ番号を付し、説明を省略することとする。
In the first embodiment, the coordinates of the corresponding points are converted, and then the height is detected using the principle of stereo vision. However, the parallax is calculated using the principle of stereo vision for the distorted image. After that, the actual height may be obtained by coordinate conversion. FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure in the control device in the case where the parallax is calculated with respect to the distorted image using the principle of stereo vision and then the coordinates are converted to obtain the actual height. Hereinafter, with reference to FIG. 8, the parallax is calculated for the distorted image using the principle of stereo vision, and then the processing procedure in the control device in the case of obtaining the actual height by performing coordinate conversion is described and implemented. The operation of the
ステップS105の後、制御装置は、対応点位置の差を、歪んだ座標空間での視差とし、ステレオ視の原理を用いて高さ方向の位置を算出する(ステップS206)。なお、この算出結果で得られた値と実際の高さとは、線形の関係ではない。したがって、この算出結果で得られた値は、実際の高さに比例しない。 After step S105, the control device calculates the position in the height direction using the principle of stereo vision, using the difference between corresponding point positions as the parallax in the distorted coordinate space (step S206). Note that the value obtained from this calculation result and the actual height are not in a linear relationship. Therefore, the value obtained from this calculation result is not proportional to the actual height.
次に、制御装置は、得られた歪んだ空間での高さを実際の高さに変換し(ステップS207)、ステップS108の動作に進む。具体的には、ステップS206で得られた値と実際の高さとが比例関係となるように、予め格子パターンなどを用い、歪められて写る各格子点が実際にはどの位置にあるのか広角レンズ画像上の格子点を抽出し、実際の格子点との対応をとることで作成した変換マップをもとに、写像変換を行う。あるいは、変換を行わずに、そのままの値にしきい値を設けてもよい。 Next, the control device converts the obtained height in the distorted space into an actual height (step S207), and proceeds to the operation of step S108. Specifically, a wide-angle lens is used to determine the actual position of each lattice point that is distorted by using a lattice pattern or the like in advance so that the value obtained in step S206 is proportional to the actual height. Map transformation is performed based on a transformation map created by extracting grid points on the image and taking correspondence with actual grid points. Alternatively, a threshold value may be provided as it is without performing conversion.
なお、図6および図8に示すフローチャートでは、制御装置は、基板に並行な方向に撮像系を移動させることとしたが、基板に垂直な方向に撮像系を移動させても、同様にして、部品の浮きを検出することができる。 In the flowcharts shown in FIGS. 6 and 8, the control device moves the imaging system in a direction parallel to the substrate. However, even if the imaging system is moved in a direction perpendicular to the substrate, The floating of the part can be detected.
なお、ここでは、カメラユニットを移動させることとしたが、検査対象基板を移動させても同様の効果を得ることができる。また、ここでは、2枚のみの画像を用いて高さ計測を行っているが、より多くの画像を用い、さらに高精度に計測を行うことも可能である。 Although the camera unit is moved here, the same effect can be obtained by moving the inspection target substrate. Here, height measurement is performed using only two images, but more images can be measured using more images.
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、IC部品のバンプの形状を検査する装置について説明する。図9は、本発明の第2の実施形態に係るICバンプ形状検査装置200の構成、ICバンプ形状検査装置200が撮像する画像およびICバンプ形状検査装置200内で処理される画像を示す図である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, an apparatus for inspecting the shape of a bump of an IC component will be described. FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an IC bump
図2において、ICバンプ形状検査装置200は、第1の実施形態と同様、板状物体である検査対象IC12を撮像するための撮像カメラユニット1と、部品側面を多く含む画像を得るための広角(魚眼)レンズ2と、制御装置(図示せず)を備える。
In FIG. 2, an IC bump
撮像カメラユニット1は、IC平面に平行な方向に2軸、垂直な方向に1軸の移動ユニット(図示せず)に固定され、基板との相対位置を3次元的に変化できるようになっている。
The
また、撮像カメラユニット1および広角(魚眼)レンズ2は、第1の実施形態と同様に、図2に示すように光源7、照明光学系8、ハーフミラー6および撮像光学系5を含む。広角(魚眼)レンズ2は、照明の拡散および広角範囲の撮像という2つの役割を果たす。
The
ICバンプ形状検査装置200によって撮像された画像は、画像13のようになる。ICバンプ形状検査装置200の制御装置は、後述の変換関数によって、画像13を画像14のような平面画像に変換する。画像14は、三次元物体であるバンプを側面からみたような画像になっている。したがって、バンプの先端部分の形状が先鋭的なものとなっているか否かを検査することができる。
An image picked up by the IC bump
図10は、制御装置での処理手順の一例を示すフローチャートである。以下、図10を参照しながら、制御装置での処理手順の一例について説明し、ICバンプ形状検査装置200の動作について説明する。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure in the control device. Hereinafter, an example of a processing procedure in the control device will be described with reference to FIG. 10, and an operation of the IC bump
まず、制御装置は、広角レンズ2の光軸が検査対象ICの中心にくるように、撮像系を移動させる(ステップS301)。
First, the control device moves the imaging system so that the optical axis of the wide-
次に、制御装置は、検査対象であるバンプのシルエットが明瞭に観察できる位置(ピントが合い、撮像対象が最大サイズとして映る位置)まで、撮像系を検査対象ICに近づける(ステップS302)。バンプ垂直方向と広角レンズ2の光軸とのなす観察角は、45度以上であることが好ましい。
Next, the control apparatus brings the imaging system closer to the inspection target IC until a position where the silhouette of the bump to be inspected can be clearly observed (a position where the imaging target is reflected in the maximum size) (step S302). The observation angle formed by the vertical direction of the bump and the optical axis of the wide-
次に、制御装置は、撮像カメラ4に画像を撮像させる(ステップS301)。
Next, the control device causes the
次に、制御装置は、得られた画像をレンズの歪み特性に従って、正規画像に座標変換する(ステップS304)。具体的には、制御装置は、予め格子パターンなどを用い、歪められて写る各格子点が実際にはどの位置にあるのか広角レンズ画像上の格子点を抽出し、実際の格子点との対応をとることで作成した変換マップをもとに、座標変換を行う。 Next, the control device performs coordinate conversion of the obtained image into a regular image according to the distortion characteristics of the lens (step S304). Specifically, the control device uses a grid pattern or the like in advance, extracts the grid point on the wide-angle lens image to determine where each grid point that is distorted is actually located, and corresponds to the actual grid point Coordinate transformation is performed based on the transformation map created by taking.
次に、制御装置は、得られた画像からバンプ位置を、たとえば、パターンマッチングを用いて検出する(ステップS305)。 Next, the control device detects the bump position from the obtained image using, for example, pattern matching (step S305).
次に、制御装置は、ある一つのバンプに関する輪郭を、たとえば、エッジ検出フィルタを用いて抽出する(ステップS306)。 Next, the control device extracts an outline relating to a certain bump using, for example, an edge detection filter (step S306).
次に、制御装置は、頂点部分の輪郭長が予め定められたしきい値よりも大きいか否かを判断する(ステップS307)。大きい場合、制御部は、バンプの頭部分の長さ大きいとしてNGを出力し(ステップS308)、ステップS312の動作に進む。この場合、つぶれなどによる頂点形成が不十分であることとなる。一方、大きくない場合、制御装置は、ステップS309の動作に進む。 Next, the control device determines whether or not the contour length of the vertex portion is larger than a predetermined threshold value (step S307). If larger, the control unit outputs NG on the assumption that the length of the head portion of the bump is large (step S308), and proceeds to the operation of step S312. In this case, vertex formation due to crushing or the like is insufficient. On the other hand, if not, the control device proceeds to the operation of step S309.
ステップS309において、制御装置は、バンプの頂点部分の曲率が予め定められたしきい値よりも大きい否かを判断する。大きい場合、制御部は、バンプの先端形状が正常であるとして、OKを出力し(ステップS310)、ステップS312の動作に進む。一方、大きくない場合、制御部は、つぶれや倒れなどによって、バンプの先端形状が以上であるとして、NGを出力し(ステップS311)、ステップS312の動作に進む。 In step S309, the control device determines whether the curvature of the apex portion of the bump is larger than a predetermined threshold value. If larger, the control unit outputs OK, assuming that the tip shape of the bump is normal (step S310), and proceeds to the operation of step S312. On the other hand, if it is not large, the control unit outputs NG assuming that the tip shape of the bump is above due to crushing or falling (step S311), and proceeds to the operation of step S312.
ステップS312において、制御装置は、全てのバンプに対して検査が完了したか否かを判断する。完了していない場合、制御装置は、輪郭を抽出するバンプを変更して(ステップS313)、ステップS306の動作に戻る。一方、完了している場合、制御装置は、検査を終了する。 In step S312, the control device determines whether or not the inspection has been completed for all the bumps. If not completed, the control device changes the bump from which the contour is extracted (step S313), and returns to the operation of step S306. On the other hand, when it is completed, the control device ends the inspection.
なお、ステレオ視の原理を用いて、バンプの高さを検出するようにしてもよい。図11は、ステレオ視の原理を用いてバンプの高さを検出する制御装置での処理手順を示すフローチャートである。図11において、図10に示すフローチャートと同様の動作を有するステップについては、同一のステップ番号を付し、説明を省略する。 Note that the bump height may be detected using the principle of stereo vision. FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure in the control device that detects the height of the bump using the principle of stereo vision. In FIG. 11, steps having the same operations as those in the flowchart shown in FIG. 10 are denoted by the same step numbers and description thereof is omitted.
ステップS304の後、制御装置は、基板平面方向(または基板垂直方向)に撮像系を移動させ、検査対象ICを再び撮像する(ステップS405)。 After step S304, the control apparatus moves the imaging system in the substrate plane direction (or substrate vertical direction), and images the inspection target IC again (step S405).
次に、制御装置は、得られた二画像について、ある一つのバンプの頂点位置を、たとえば、パターンマッチングの手法を用いて検出する(ステップS406)。 Next, the control device detects the vertex position of a certain bump in the obtained two images using, for example, a pattern matching method (step S406).
次に、制御装置は、検出した頂点位置をレンズの歪み特性にしたがって座標変換する(ステップS407)。具体的には、制御装置は、予め格子パターンなどを撮像して、歪み画像から正画像への座標変換表を作成しておき、当該座標変換表に従って座標変換を行う。これにより、頂点位置に関する歪みのある位置情報が、歪みのない実際の空間上の位置情報に変換される。 Next, the control device performs coordinate conversion of the detected vertex position according to the distortion characteristics of the lens (step S407). Specifically, the control device images a lattice pattern or the like in advance, creates a coordinate conversion table from a distorted image to a positive image, and performs coordinate conversion according to the coordinate conversion table. Thereby, the positional information with distortion regarding the vertex position is converted into positional information in the actual space without distortion.
変換された頂点位置の差が視差となるので、次に、制御装置は、ステレオ視の原理を用いて高さ方向の位置を算出する(ステップS408)。 Since the difference between the converted vertex positions becomes parallax, the control device next calculates the position in the height direction using the principle of stereo vision (step S408).
次に、制御装置は、ステップS408で求めた高さが予め定められたしきい値よりも小さいか否かを判断する(ステップS409)。小さくない場合、制御装置は、バンプの高さが正常であるとして、OKを出力し(ステップS410)、ステップS412の動作に進む。一方、小さい場合、制御装置は、バンプの高さが以上であるとして、NGを出力し(ステップS411)、ステップS412の動作に進む。 Next, the control device determines whether or not the height obtained in step S408 is smaller than a predetermined threshold value (step S409). If not, the control device outputs OK as the bump height is normal (step S410), and proceeds to the operation of step S412. On the other hand, if it is smaller, the control device outputs NG on the assumption that the bump height is equal to or higher (step S411), and proceeds to the operation of step S412.
ステップS412において、制御装置は、全てのバンプについて高さ検査を行ったか否かを判断する。行っていない場合、制御装置は、頂点位置を検出するバンプを変更して(ステップS413)、ステップS406の動作に進む。一方、行っている場合、制御装置は、検査を終了する。 In step S412, the control device determines whether or not the height inspection has been performed for all the bumps. If not, the control device changes the bump for detecting the vertex position (step S413), and proceeds to the operation of step S406. On the other hand, if it is, the control device ends the inspection.
なお、図10および/または図11に示す検査方法において、一度NGが出力されば、その他のバンプの検査を行わなくてもよい。 In the inspection method shown in FIG. 10 and / or FIG. 11, once NG is output, other bumps need not be inspected.
このように、第2の実施形態によれば、検査対象IC12に対し輪郭が明瞭となる位置から撮像を行った画像を射影変換することで、一括撮像による高速なバンプ輪郭形状の測定が可能になり、検査タクトの短縮が図れる。
As described above, according to the second embodiment, it is possible to perform high-speed bump contour shape measurement by batch imaging by performing projective transformation on an image captured from a position where the contour is clear with respect to the
また、検査対象IC12に対し平面方向あるいは垂直方向に移動し撮像を行った少なくとも2枚の画像を解析することによってバンプの詳細な3次元形状を測定でき、高精度のバンプ形状検査が実現できる。
Further, by analyzing at least two images that are imaged by moving in the plane direction or the vertical direction with respect to the
なお、図10に示す検査処理と図11に示す検査処理とは、同時に行ってもよい。これにより、検査タクトの短縮と部分的な詳細検査が行えるようになり、より正確な検査が行える。 Note that the inspection process shown in FIG. 10 and the inspection process shown in FIG. 11 may be performed simultaneously. As a result, the inspection tact can be shortened and a partial detailed inspection can be performed, so that a more accurate inspection can be performed.
なお、ここでは、撮像カメラユニット1を移動させる構成としたが、検査対象IC12を移動させても同様の効果を得ることができる。また、ここでは、2枚のみの画像を用いて高さ計測を行っているが、より多くの画像を用い、さらに高精度に計測を行うことも可能である。
Here, the
本発明の3次元計測方法および装置は、広角(魚眼)レンズを用いることによって撮像系を傾斜させることなく簡単に検査対象の側面情報を多く含む斜視画像を取得でき、視野角が小さい対象であっても視差の大きな画像が得られるため、高さ計測精度を向上させることができる。 The three-dimensional measurement method and apparatus of the present invention can easily obtain a perspective image including a lot of side information of an inspection object without tilting the imaging system by using a wide-angle (fisheye) lens, and is an object with a small viewing angle. Even in such a case, an image with a large parallax can be obtained, so that the height measurement accuracy can be improved.
また、部品側面を撮像できるため、基板面と部品底面との間隙長を計測でき、部品の高さバラツキや基板の反りにより上面の高さだけでは判断しにくい浮きの検出を高精度に容易に行うことができる。 In addition, since the side of the component can be imaged, the gap length between the board surface and the bottom of the component can be measured, and it is easy to detect floating with high accuracy that is difficult to determine only by the height of the top surface due to component height variations and board warpage. It can be carried out.
さらに、同様の撮像ユニットにより、ICバンプを撮像することにより、検査対象ICに対し輪郭が明瞭となる位置から撮像を行った画像を射影変換することで、一括撮像による高速なバンプ輪郭形状の測定が可能になり、検査タクトの短縮が図れる。また、検査対象ICに対し平面方向あるいは垂直方向に移動し撮像を行った少なくとも2枚の画像の対応点を抽出し、その変位量を用いレンズの特性に従った変換関数による射影変換を施すことにより、輪郭だけでなく各点の高さを高精度に計測することができるようになる。 In addition, by taking an image of an IC bump with the same imaging unit and projecting the image taken from a position where the outline becomes clear with respect to the inspection target IC, high-speed bump outline shape measurement by collective imaging This makes it possible to shorten the inspection tact. Also, corresponding points of at least two images that have been imaged by moving in a plane direction or a vertical direction with respect to the inspection target IC are extracted, and projective transformation is performed using a transformation function according to the characteristics of the lens using the amount of displacement. Thus, not only the contour but also the height of each point can be measured with high accuracy.
以上の点から、電気・電子回路形成の生産ラインに組み込まれる実装機や検査機等における印刷はんだ形状検査や実装部品検査、実装後基板検査、リフロー後基板外観検査などの用途にも適用できる。 From the above points, the present invention can also be applied to uses such as printed solder shape inspection, mounting component inspection, post-mounting board inspection, and post-reflow board appearance inspection in mounting machines and inspection machines incorporated in production lines for electric / electronic circuit formation.
1 撮像ユニット
2 広角レンズ
3 検査対象基板
4 撮像カメラ
5 撮像光学系
6 ハーフミラー
7 光源
8 照明光学系
100 実装基板検査装置
200 ICバンプ形状検査装置
DESCRIPTION OF
Claims (20)
広角レンズを用いて前記三次元物体を側面が映し出される方向から撮像した画像を取得する工程と、
前記画像に基づいて前記三次元物体を検査する工程とを備える、検査方法。 A method for inspecting a three-dimensional object arranged on a plate-like object,
Obtaining an image obtained by imaging the three-dimensional object from a direction in which a side surface is projected using a wide-angle lens;
And a step of inspecting the three-dimensional object based on the image.
前記三次元物体を検査する工程では、前記二枚の画像から得られる位置情報に基づいて、実際の空間上での前記三次元物体の高さ情報を抽出して、前記三次元物体を検査することを特徴とする、請求項2に記載の検査方法。 In the step of acquiring the image, two images obtained by capturing the three-dimensional object from two positions are acquired,
In the step of inspecting the three-dimensional object, height information of the three-dimensional object in an actual space is extracted based on position information obtained from the two images, and the three-dimensional object is inspected. The inspection method according to claim 2, wherein:
前記三次元物体は、前記基板上に配置されている部品であって、
前記画像を取得する工程では、前記部品を二つの位置から撮像した二枚の画像を取得し、
前記三次元物体を検査する工程では、
前記二枚の画像間において、前記部品の底面部分に相当する一対の対応点を探索し、
前記広角レンズの歪み特性に従って、前記一対の対応点を実際の空間上の座標に座標変換し、
前記座標変換の結果得られた一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換し、
前記高さ方向の位置情報に基づいて、前記部品が浮いているか否かを検査することを特徴とする、請求項3に記載の検査方法。 The plate-like object is a substrate;
The three-dimensional object is a component arranged on the substrate,
In the step of acquiring the image, two images obtained by capturing the part from two positions are acquired,
In the step of inspecting the three-dimensional object,
Search between a pair of corresponding points corresponding to the bottom portion of the part between the two images,
In accordance with the distortion characteristics of the wide-angle lens, the pair of corresponding points are coordinate-transformed into coordinates in actual space,
Based on the principle of stereo vision, the coordinates of a pair of corresponding points obtained as a result of the coordinate conversion are converted into position information in the height direction,
The inspection method according to claim 3, wherein whether or not the component is floating is inspected based on position information in the height direction.
前記三次元物体は、前記基板上に配置されている部品であって、
前記画像を取得する工程では、前記部品を二つの位置から撮像した二枚の画像を取得し、
前記三次元物体を検査する工程では、
前記二枚の画像間において、前記部品の底面部分に相当する一対の対応点を探索し、
前記一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換し、
前記広角レンズの歪み特性に従って、前記高さ方向の位置情報を実際の空間上での高さ方向の位置情報に座標変換し、
前記座標変換の結果得られた高さ方向の位置情報に基づいて、前記部品が浮いているか否かを検査することを特徴とする、請求項3に記載の検査方法。 The plate-like object is a substrate;
The three-dimensional object is a component arranged on the substrate,
In the step of acquiring the image, two images obtained by capturing the part from two positions are acquired,
In the step of inspecting the three-dimensional object,
Search between a pair of corresponding points corresponding to the bottom portion of the part between the two images,
Based on the principle of stereo vision, the coordinates of the pair of corresponding points are converted into position information in the height direction,
According to the distortion characteristics of the wide-angle lens, the position information in the height direction is coordinate-transformed into position information in the height direction on the actual space,
The inspection method according to claim 3, wherein whether or not the component is floating is inspected based on position information in a height direction obtained as a result of the coordinate conversion.
前記三次元物体は、前記IC上に形成されたバンプであって、
前記画像を取得する工程では、前記バンプを二つの位置から撮像した二枚の画像を取得し、
前記三次元物体を検査する工程では、
前記二枚の画像間において、前記バンプの頂点位置に相当する一対の対応点を探索し、
前記広角レンズの歪み特性に従って、前記一対の対応点を実際の空間上の座標に座標変換し、
前記座標変換の結果得られた一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換し、
前記高さ方向の位置情報に基づいて、前記バンプの高さが正常であるか否かを検査することを特徴とする、請求項3に記載の検査方法。 The plate-like object is an IC;
The three-dimensional object is a bump formed on the IC,
In the step of acquiring the image, two images obtained by capturing the bump from two positions are acquired,
In the step of inspecting the three-dimensional object,
Search for a pair of corresponding points corresponding to the vertex positions of the bumps between the two images,
In accordance with the distortion characteristics of the wide-angle lens, the pair of corresponding points are coordinate-transformed into coordinates in actual space,
Based on the principle of stereo vision, the coordinates of a pair of corresponding points obtained as a result of the coordinate conversion are converted into position information in the height direction,
The inspection method according to claim 3, wherein whether or not the height of the bump is normal is inspected based on position information in the height direction.
前記三次元物体を検査する工程では、前記一枚の画像から得られる位置情報を、前記広角レンズの歪み特性に従って、実際の空間上での位置情報に変換して、それに基づいて、前記三次元物体を検査することを特徴とする、請求項2に記載の検査方法。 In the step of acquiring the image, one image obtained by capturing the three-dimensional object from one position is acquired;
In the step of inspecting the three-dimensional object, position information obtained from the one image is converted into position information on an actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens, and based on the position information, the three-dimensional object is converted. The inspection method according to claim 2, wherein an object is inspected.
前記三次元物体は、前記IC上に形成されたバンプであって、
前記画像を取得する工程では、前記バンプの輪郭が明瞭となる位置から前記バンプを撮像して、一枚の画像を取得し、
前記三次元物体を検査する工程では、
前記広角レンズの歪み特性に従って、前記画像を、前記バンプを側面から見た画像に変換し、
変換後の画像に基づいて、前記バンプの形状を検査することを特徴とする、請求項7に記載の検査方法。 The plate-like object is an IC;
The three-dimensional object is a bump formed on the IC,
In the step of acquiring the image, the bump is imaged from a position where the outline of the bump is clear, and one image is acquired.
In the step of inspecting the three-dimensional object,
According to the distortion characteristics of the wide-angle lens, the image is converted into an image of the bump viewed from the side,
The inspection method according to claim 7, wherein the shape of the bump is inspected based on the image after conversion.
広角レンズと、
前記広角レンズを介して得られる被写体の像を撮像する撮像部と、
前記撮像部に前記三次元物体を側面が映し出される方向から撮像させ、それによって得られた画像に基づいて、前記三次元物体を検査する制御装置とを備える、検査装置。 An inspection apparatus for inspecting a three-dimensional object arranged on a plate-like object,
A wide-angle lens,
An imaging unit that captures an image of a subject obtained through the wide-angle lens;
An inspection apparatus comprising: a control device that causes the imaging unit to image the three-dimensional object from a direction in which a side surface is projected, and inspects the three-dimensional object based on an image obtained thereby.
前記三次元物体を二つの位置から撮像した二枚の画像を前記撮像部に取得させ、
前記二枚の画像から得られる位置情報に基づいて、実際の空間上での前記三次元物体の高さ情報を抽出して、前記三次元物体を検査することを特徴とする、請求項12に記載の検査装置。 The control device includes:
Two images obtained by imaging the three-dimensional object from two positions are acquired by the imaging unit,
13. The three-dimensional object is inspected by extracting height information of the three-dimensional object in an actual space based on position information obtained from the two images. The inspection device described.
前記三次元物体は、前記基板上に配置されている部品であって、
前記制御装置は、
前記部品を二つの位置から撮像した二枚の画像を前記撮像部に取得させる二画像取得手段と、
前記二画像取得手段が取得した前記二枚の画像間において、前記部品の底面部分に相当する一対の対応点を探索する対応点探索手段と、
前記広角レンズの歪み特性に従って、前記対応点探索手段が探索した前記一対の対応点を実際の空間上の座標に座標変換する座標変換手段と、
前記座標変換手段による座標変換の結果得られた一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換する高さ情報取得手段と、
前記高さ情報取得手段によって得られた前記高さ方向の位置情報に基づいて、前記部品が浮いているか否かを検査する浮き検査手段とを含む、請求項13に記載の検査装置。 The plate-like object is a substrate;
The three-dimensional object is a component arranged on the substrate,
The control device includes:
Two-image acquisition means for causing the imaging unit to acquire two images obtained by imaging the component from two positions;
Corresponding point search means for searching for a pair of corresponding points corresponding to the bottom surface portion of the part between the two images acquired by the two image acquisition means;
Coordinate conversion means for converting the pair of corresponding points searched by the corresponding point search means into coordinates in an actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens;
Height information acquisition means for converting the coordinates of a pair of corresponding points obtained as a result of the coordinate conversion by the coordinate conversion means to position information in the height direction based on the principle of stereo vision;
The inspection apparatus according to claim 13, further comprising: a float inspection unit that inspects whether or not the component is floating based on position information in the height direction obtained by the height information acquisition unit.
前記三次元物体は、前記基板上に配置されている部品であって、
前記制御装置は、
前記部品を二つの位置から撮像した二枚の画像を前記撮像部に取得させる二画像取得手段と、
前記二画像取得手段が取得した前記二枚の画像間において、前記部品の底面部分に相当する一対の対応点を探索する対応点探索手段と、
前記対応点探索手段が探索した前記一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換する高さ情報取得手段と、
前記広角レンズの歪み特性に従って、前記高さ情報取得手段によって得られた前記高さ方向の位置情報を実際の空間上での高さ方向の位置情報に座標変換する座標変換手段と、
前記座標変換手段による座標変換の結果得られた高さ方向の位置情報に基づいて、前記部品が浮いているか否かを検査する浮き検査手段とを含む、請求項13に記載の検査装置。 The plate-like object is a substrate;
The three-dimensional object is a component arranged on the substrate,
The control device includes:
Two-image acquisition means for causing the imaging unit to acquire two images obtained by imaging the component from two positions;
Corresponding point search means for searching for a pair of corresponding points corresponding to the bottom surface portion of the part between the two images acquired by the two image acquisition means;
Height information acquisition means for converting the coordinates of the pair of corresponding points searched by the corresponding point search means into position information in the height direction based on the principle of stereo vision;
Coordinate conversion means for converting the position information in the height direction obtained by the height information acquisition means into position information in the height direction on the actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens;
The inspection apparatus according to claim 13, further comprising: a float inspection unit that inspects whether or not the component is floating based on position information in a height direction obtained as a result of coordinate conversion by the coordinate conversion unit.
前記三次元物体は、前記IC上に形成されたバンプであって、
前記制御装置は、
前記バンプを二つの位置から撮像した二枚の画像を前記撮像部に取得させる二画像取得手段と、
前記二画像取得手段が取得した前記二枚の画像間において、前記バンプの頂点位置に相当する一対の対応点を探索する対応点探索手段と、
前記広角レンズの歪み特性に従って、前記対応点探索手段が探索した前記一対の対応点を実際の空間上の座標に座標変換する座標変換手段と、
前記座標変換手段による前記座標変換の結果得られた一対の対応点の座標をステレオ視の原理に基づいて、高さ方向の位置情報に変換する高さ情報取得手段と、
前記高さ情報取得手段によって得られた前記高さ方向の位置情報に基づいて、前記バンプの高さが正常であるか否かを検査するバンプ高さ検査手段とを含む、請求項13に記載の検査装置。 The plate-like object is an IC;
The three-dimensional object is a bump formed on the IC,
The control device includes:
Two-image acquisition means for causing the imaging unit to acquire two images obtained by imaging the bump from two positions;
Corresponding point search means for searching for a pair of corresponding points corresponding to the vertex positions of the bumps between the two images acquired by the two image acquisition means;
Coordinate conversion means for converting the pair of corresponding points searched by the corresponding point search means into coordinates in an actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens;
Height information acquisition means for converting the coordinates of a pair of corresponding points obtained as a result of the coordinate conversion by the coordinate conversion means into position information in the height direction based on the principle of stereo vision;
The bump height inspection means for inspecting whether or not the height of the bump is normal based on the position information in the height direction obtained by the height information acquisition means. Inspection equipment.
前記三次元物体を一つの位置から撮像した一枚の画像を前記撮像部に取得させ、
前記一枚の画像から得られる位置情報を、前記広角レンズの歪み特性に従って、実際の空間上での位置情報に変換して、それに基づいて、前記三次元物体を検査することを特徴とする、請求項12に記載の検査装置。 The control device includes:
Causing the imaging unit to acquire one image obtained by imaging the three-dimensional object from one position;
The positional information obtained from the single image is converted into positional information on an actual space according to the distortion characteristics of the wide-angle lens, and the three-dimensional object is inspected based on the converted positional information. The inspection apparatus according to claim 12.
前記三次元物体は、前記IC上に形成されたバンプであって、
前記制御装置は、
前記バンプの輪郭が明瞭となる位置から前記バンプを前記撮像部に撮像させ、一枚の画像を取得する一画像取得手段と、
前記広角レンズの歪み特性に従って、前記一画像取得手段が取得した前記画像を、前記バンプを側面から見た画像に変換する画像変換手段と、
前記画像変換手段による変換後の画像に基づいて、前記バンプの形状を検査するバンプ形状検査手段とを含む、請求項17に記載の検査装置。 The plate-like object is an IC;
The three-dimensional object is a bump formed on the IC,
The control device includes:
One image acquisition means for causing the imaging unit to image the bump from a position where the outline of the bump is clear, and acquiring one image;
In accordance with the distortion characteristics of the wide-angle lens, the image conversion unit that converts the image acquired by the one image acquisition unit into an image of the bump viewed from a side surface;
The inspection apparatus according to claim 17, further comprising: a bump shape inspection unit that inspects the shape of the bump based on an image converted by the image conversion unit.
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- 2004-03-24 JP JP2004087192A patent/JP2005274309A/en active Pending
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